黃靜剛，董中偉

（洛陽佳一機(jī)電設(shè)備有限公司，河南　洛陽　471131）

混凝土攪拌站物料兩種計(jì)量方式的探討

黃靜剛，董中偉

（洛陽佳一機(jī)電設(shè)備有限公司，河南洛陽471131）

商品混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的核心過程是配料控制。本文介紹了目前國內(nèi)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)普遍采用的兩種物料計(jì)量方式，通過對(duì)兩者的構(gòu)成方式的闡述，對(duì)比兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。

混凝土；加法計(jì)量；減法計(jì)量；物料計(jì)量

0　前言

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的核心過程是配料的控制，即按照設(shè)定的混凝土原材料配方，精準(zhǔn)、高效的完成每種物料的配料過程。配料控制過程即物料計(jì)量方式，配料控制過程的優(yōu)劣決定了混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率?；炷翑嚢枵炯翱刂葡到y(tǒng)和計(jì)量方式的關(guān)系，就像我們要到達(dá)一個(gè)地方（設(shè)定生產(chǎn)混凝土的目標(biāo)），坐什么車（采用哪種自動(dòng)控制系統(tǒng)），走哪條路（采用哪種計(jì)量方式）。計(jì)量方式?jīng)Q定了整個(gè)控制程序采用的配料算法，算法也是程序的靈魂。

根據(jù)目前混凝土攪拌站的生產(chǎn)實(shí)際，主要有加法計(jì)量和減法計(jì)量?jī)煞N物料計(jì)量方式。

1　加法計(jì)量配料

1.1加法計(jì)量定義及稱重計(jì)量

物料通過控制閥門從料倉自由下落（或靠其它動(dòng)力運(yùn)送）到計(jì)量稱重秤斗，秤斗裝有稱重傳感器，通過傳感器將秤斗內(nèi)物料的重量信息傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)傳遞來的重量信息判斷是否達(dá)到目標(biāo)重量，如果達(dá)到就發(fā)出命令，關(guān)閉控制閥門（或其它動(dòng)力），停止稱量。這種配料方式即為加法計(jì)量配料方式（通俗的說就是要多少，配多少）。

物料計(jì)量過程中實(shí)際配料重量 M：

其中：

S——料倉閥門的截面積（或動(dòng)力運(yùn)送裝置出料截面積），m2；

V——物料的流速，m/s；

T——從發(fā)出開始計(jì)量信號(hào)到實(shí)際關(guān)門到位的時(shí)間，s；

M1——倉閥門（或運(yùn)送裝置出口）到計(jì)量稱重秤斗之間的物料，此部分物料在關(guān)門完成時(shí)尚未被稱重控制裝置識(shí)別，稱為落差量，kg。

1.2加法計(jì)量誤差產(chǎn)生的主要原因

（1）攪拌站所用砂石料因含水率不同、結(jié)塊等特性，極易造成物料粘連，且無動(dòng)力輸送裝置，采用重力自由落料方式，故流速 V 不穩(wěn)定。

（2）因砂石料流速 V 不穩(wěn)定又會(huì)造成實(shí)際落差值與設(shè)定落差值偏差大。

（3）控制系統(tǒng)軟硬件的啟停反應(yīng)速度對(duì)計(jì)量時(shí)間 T 會(huì)有一定影響。

1.3加法計(jì)量控制相應(yīng)對(duì)策

（1）采用粗、精計(jì)量加點(diǎn)動(dòng)方式。粗計(jì)量配料：即剛開始配料時(shí)采用多卸料門全開（對(duì)于有動(dòng)力裝置的，全速工作），快速卸料，以提高效率。精計(jì)量配料：設(shè)定精計(jì)量控制量，當(dāng)?shù)竭_(dá)該配料量時(shí)，關(guān)閉部分卸料門（對(duì)于有動(dòng)力裝置的，降速工作），慢速卸料，降低物料流速，避免因系統(tǒng)軟硬件反應(yīng)延遲造成配料超差。

（2）點(diǎn)動(dòng)配料：設(shè)定點(diǎn)動(dòng)控制量，當(dāng)?shù)竭_(dá)該配料量時(shí)，點(diǎn)動(dòng)開關(guān)卸料門（或動(dòng)力輸送裝置），點(diǎn)動(dòng)卸料，讓卸料量一點(diǎn)一點(diǎn)增加，同時(shí)設(shè)置穩(wěn)秤時(shí)間，消除物料下落沖擊力對(duì)秤值的影響，直到計(jì)量秤斗重量值在設(shè)定目標(biāo)值允許的誤差之內(nèi)，確保配料精度（點(diǎn)動(dòng)次數(shù)過多，會(huì)造成配料時(shí)間長(zhǎng)，點(diǎn)動(dòng)次數(shù)少，可能會(huì)造成配料誤差大，需合理設(shè)置點(diǎn)動(dòng)量和點(diǎn)動(dòng)啟停時(shí)間，以確保生產(chǎn)效率）。

（3）設(shè)置落差：根據(jù)物料特性以經(jīng)驗(yàn)值或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試平均值設(shè)定每種物料的固定落差，同時(shí)控制軟件也可以根據(jù)以前盤次的配料誤差自動(dòng)修正調(diào)整落差值，前提是自動(dòng)調(diào)整的落差值需不大于設(shè)定的固定落差值（因偶然因素或手動(dòng)干預(yù)會(huì)得到一個(gè)離譜的自動(dòng)調(diào)整的落差值），需確保落差值在合理范圍內(nèi)。

（4）設(shè)置合適的點(diǎn)動(dòng)開、關(guān)、穩(wěn)秤時(shí)間，消除系統(tǒng)軟硬件反應(yīng)速度對(duì)配料精度的影響。

（5）增加物料扣秤功能，對(duì)偶然出現(xiàn)的物料多下料的情況進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)扣秤，將扣除的物料作為下盤次的物料，確保每盤次的物料精度。

（6）增加物料自動(dòng)補(bǔ)償功能，即下盤次的物料配料目標(biāo)值根據(jù)上盤次的物料實(shí)際誤差動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保每車混凝土配方的整體物料精度。

2　減法計(jì)量配料

先將物料運(yùn)送到一個(gè)有動(dòng)力輸出裝置（比如圓盤給料機(jī)）的計(jì)量稱重秤斗內(nèi)，在配料過程開始前先在秤斗內(nèi)計(jì)量出一個(gè)比所需目標(biāo)值大的物料重量值，實(shí)際配料時(shí)啟動(dòng)計(jì)量稱重秤斗的物料動(dòng)力輸出裝置強(qiáng)制卸料，從當(dāng)前計(jì)量稱重的重量值中減掉所需物料的目標(biāo)值后停止卸料。這種物料配料方式稱為減法計(jì)量配料（通俗的說就是先多配點(diǎn)，再勻速可控地放夠需要量）。

減法計(jì)量配料過程中的稱量重量：

其中：

S——物料運(yùn)送裝置出料截面積，m2；

V——?jiǎng)恿斔脱b置的卸料速度即物料的流速，m/s；

T——從發(fā)出開始計(jì)量信號(hào)到實(shí)際停止卸料的時(shí)間，s；

由于減法計(jì)量配料的出料截面積 S 調(diào)整好后是固定的，物料的流速 V 由動(dòng)力輸送裝置決定，也是相對(duì)恒定的，所以減法計(jì)量配料的精度可以很高。為提高效率，出料截面積 S可適當(dāng)設(shè)大點(diǎn)，仍然在接近設(shè)定目標(biāo)量時(shí)采用點(diǎn)動(dòng)計(jì)量，只要點(diǎn)動(dòng)量設(shè)置合適，配料時(shí)一般不需進(jìn)入點(diǎn)動(dòng)過程即可達(dá)到準(zhǔn)確配料。

3　兩種計(jì)量配料的特點(diǎn)

加法計(jì)量配料方式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換維護(hù)方便；缺點(diǎn)是配料精度較低，尤其對(duì)用量很大的砂石料需先由料倉配料至計(jì)量秤斗，再依次從各個(gè)秤斗放出，通過皮帶或提升機(jī)構(gòu)運(yùn)送到骨料中間儲(chǔ)存斗，再放至攪拌機(jī)，整個(gè)配料時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

減法計(jì)量配料方式優(yōu)點(diǎn)是配料精度高，在空閑時(shí)間已預(yù)先在計(jì)量秤斗內(nèi)準(zhǔn)備好所需物料，開始計(jì)量時(shí)，多個(gè)物料可同時(shí)配料，在皮帶上做預(yù)混合，整個(gè)配料時(shí)間短，同時(shí)可減少主機(jī)攪拌時(shí)間，提高生產(chǎn)效率30% 以上。但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，更換維護(hù)相對(duì)麻煩。

4　結(jié)語

所以為了提高混凝土攪拌站的配料精度和生產(chǎn)效率，混凝土攪拌站設(shè)備對(duì)用量大、運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)的砂石料和粉狀添加劑宜采用減法計(jì)量配料方式，以提高配料精度和生產(chǎn)效率。對(duì)其它位于主站附近，采用動(dòng)力運(yùn)送裝置輸送的物料（水泥、粉煤灰、水、液體添加劑）宜采用加法計(jì)量配料方式，以降低設(shè)備成本。

［通訊地址］河南省洛陽市孟津縣朝陽鎮(zhèn)劉寨村（471173）

黃靜剛（1974—），男，本科，工作于洛陽佳一機(jī)電設(shè)備有限公司，多年來一直致力于商品混凝土攪拌站設(shè)備的開發(fā)設(shè)計(jì)工作。